電極活性物質(zhì)漿料的制備方法以及所述方法制得的電極活性物質(zhì)漿料的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電極活性物質(zhì)漿料的制備方法和由該方法制得的電極活性物質(zhì)漿料，更具體而言，涉及如下電極活性物質(zhì)漿料的制備方法:首先制備維持混合物質(zhì)的穩(wěn)定狀態(tài)的同時(shí)具有全電動(dòng)電勢(shì)(full zeta potential)的導(dǎo)電劑分散體和電極活性物質(zhì)分散體，然后將它們混合而制備電極活性物質(zhì)漿料的方法，以及由該方法制得的電極活性物質(zhì)漿料。
[0002]本申請(qǐng)要求于2013年12月9日在韓國(guó)提交的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第10_2013_0159395號(hào)和于2014年12月19日在韓國(guó)提交的韓國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第10-2014-0184586號(hào)的優(yōu)先權(quán)，并將其說(shuō)明書(shū)和附圖中所公開(kāi)的所有內(nèi)容納入本說(shuō)明書(shū)中。
【背景技術(shù)】
[0003]最近，人們對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)的興趣不斷增加。隨著儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展至移動(dòng)設(shè)備如移動(dòng)電話、攝像機(jī)、筆記本電腦，甚至應(yīng)用范圍擴(kuò)大到電動(dòng)車(chē)的中大型的電池、如混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)(HEV)、插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)(PHEV)和電動(dòng)車(chē)(EV)等，因而對(duì)于用作電子設(shè)備電源的高能量密度電池的需求日益增加。鋰二次電池作為可以做能滿足這些要求的電池，近年來(lái)人們正在對(duì)其進(jìn)行深入地研究。
[0004]目前，用于二次電池的電極是通過(guò)在鋁箔或銅箔上涂覆高濃度的漿料來(lái)制造的，該高濃度的漿料是通過(guò)單獨(dú)地加入電極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘合劑和溶劑并將它們混合而制得的。因?yàn)槊總€(gè)鋰二次電池產(chǎn)品不同特性的需求，因此要單獨(dú)加入并混合。然而，漿料的性能對(duì)電極有顯著的影響，因此漿料的混合工藝在制備電極的過(guò)程中起到特別重要的作用。
[0005]此外，作為一種制備電極活性物質(zhì)漿料的方法，也可使用高粘度混合法。這種方法是，在使電極活性物質(zhì)和導(dǎo)電劑等的混合物的粘度增加至最大值后，加入過(guò)量的溶劑并混合而制備出電極活性物質(zhì)漿料的方法，其缺點(diǎn)是該電極活性物質(zhì)漿料的穩(wěn)定性降低、或因施加于混合器的應(yīng)力而造成混合器的磨損。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]技術(shù)問(wèn)題
[0007]本發(fā)明涉及提供一種電極活性物質(zhì)漿料的制備方法，即在首先制備維持混合材料的穩(wěn)定狀態(tài)的同時(shí)具有全電動(dòng)電勢(shì)的導(dǎo)電劑分散體和電極活性物質(zhì)分散體之后，將它們混合而制備電極活性物質(zhì)漿料的方法，以及由該方法制得的電極活性物質(zhì)漿料。
[0008]技術(shù)方案
[0009]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種電極活性物質(zhì)漿料的制備方法，其包括:(S1)混合導(dǎo)電劑和第一分散介質(zhì)而制備導(dǎo)電劑分散體，且混合電極活性物質(zhì)與第二分散介質(zhì)而制備電極活性物質(zhì)分散體的步驟；以及(S2)將導(dǎo)電劑分散體加入于電極活性物分散體中并使其分散的步驟。
[0010]在這種情況下，在步驟S1中，所述導(dǎo)電劑分散體可以包含5重量％至20重量％分散在其中的導(dǎo)電劑。
[0011]同樣，在步驟S1中，所述電極活性物質(zhì)分散體可以包含60重量％至90重量％分散在其中的電極活性物質(zhì)。
[0012]此外，在步驟S1中，導(dǎo)電劑分散體可以包含5重量％至20重量％分散在其中的導(dǎo)電劑，且電極活性物質(zhì)分散體可以包含60重量％至90重量％分散在其中的電極活性物質(zhì)，并且在步驟S2中，可以將10至40重量份的導(dǎo)電劑分散體加入并分散在電極活性物質(zhì)分散體中，基于100重量份的電極活性物質(zhì)分散體計(jì)。
[0013]另一方面，在步驟S1中還可以將粘合劑加入在導(dǎo)電劑分散體中，在步驟S1中還可以將粘合劑加入電極活性物質(zhì)分散體中，或者在步驟S2中還可以加入粘合劑。
[0014]在這種情況下，所述粘合劑可以選自聚偏二氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-共-HFP)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯丁二烯橡膠(SBR)和羧甲基纖維素(CMC)中的任意一種或其兩種以上的混合物。
[0015]另外，所述導(dǎo)電劑可以包含選自炭黑、石墨、碳纖維、碳納米管、乙炔黑、科琴黑(Ketjen Black)和Super P中的任意一種或其兩種以上的混合物。
[0016]另外，所述第一分散介質(zhì)可以包含選自具有溶解度參數(shù)(solubility parameter,δ)常數(shù)為10以上的有機(jī)溶劑中的任意一種或其兩種以上的混合物。
[0017]而且，第一分散介質(zhì)可以包含水、Ν-甲基-2-吡咯烷酮或其混合物。
[0018]另外，所述電極活性物質(zhì)可以是正極活性物質(zhì)或負(fù)極活性物質(zhì)。
[0019]這里，所述正極活性物質(zhì)可以包含含鋰氧化物。
[0020]在這種情況下，所述含鋰氧化物可以是含鋰過(guò)渡金屬氧化物，并且該含鋰過(guò)渡金屬氧化物可以選自 LixCo02 (0.5 < X < 1.3)、LixNi02(0.5 < x < 1.3)、LixMn02 (0.5 < χ
<1.3)、LixMn204(0.5 < χ < 1.3)、Lix (NiaCobMnc) 02 (0.5 < χ < 1.3、0 < a < 1、0 < b < 1，0
<c < 1、a+b+c = 1)、LixNi! yCoy02(0.5 < χ < 1.3、0 < y < 1)、LixC0l yMny02(0.5 < x
<1.3、0 彡 y < 1)、LixNi! yMny02(0.5 < x < 1.3、0 彡 y < 1)、Lix(NiaCobMnc)04(0.5 < x
<1.3、0 < a < 2、0 < b < 2、0 < c < a+b+c = 2)、LixMn2 zNiz04(0.5 < x < 1.3、0 < z
<2)、LixMn2 zCoz04(0.5 < x < 1.3、0 < z < 2)、LixCoP04(0.5 < x < 1.3)和 LixFeP04(0.5<x< 1.3)中的任意一種或其兩種以上的混合物。
[0021 ]另外，所述負(fù)極活性物質(zhì)可以包含鋰金屬、碳材料、金屬化合物和其混合物。
[0022]本文中，所述金屬化合物可以是含有選自S1、Ge、Sn、Pb、P、Sb、B1、Al、Ga、In、T1、Μη、Fe、Co、N1、Cu、Zn、Ag、Mg、Sr和Ba中的任意一種或兩種以上金屬元素的化合物或這些混合物。
[0023]另外，第二分散介質(zhì)可以與第一分散介質(zhì)相同。
[0024]另一方面，在步驟S2中，可以在將導(dǎo)電劑分散體加入至電極活性物質(zhì)分散體中的同時(shí)額外地加入第三分散介質(zhì)。
[0025]本文中，第三分散介質(zhì)可以與第一分散介質(zhì)相同。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種由本發(fā)明的制備方法所制得的電極活性物質(zhì)漿料。
[0027]有益效果
[0028]根據(jù)本發(fā)明，在首先制備出保持混合材料的穩(wěn)定狀態(tài)的同時(shí)具有全電動(dòng)電勢(shì)的導(dǎo)電劑分散體和電極活性物質(zhì)分散體之后，將它們混合而制備電極活性物質(zhì)漿料，從而與現(xiàn)有技術(shù)相比，導(dǎo)電劑和電極活性物質(zhì)可以均勻地分散在電極活性物質(zhì)漿料中。
[0029]而且，即使使用了分散性差的導(dǎo)電劑，也可以使該導(dǎo)電劑均勻地分散，因此與現(xiàn)有技術(shù)相比，即使減少導(dǎo)電劑的含量也可不會(huì)降低電池的循環(huán)特性。
【附圖說(shuō)明】
[0030]附圖示出了本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案，并且與上述的內(nèi)容一起，提供對(duì)本發(fā)明技術(shù)方面的進(jìn)一步理解。然而，本發(fā)明并不局限于附圖。
[0031]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例所制得的導(dǎo)電劑分散體和電極活性物質(zhì)漿料的剪切速率對(duì)粘度的圖表。
[0032]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例所制得的導(dǎo)電劑分散體和電極活性物質(zhì)漿料的相位角(phase angle)分析結(jié)果的圖表。
[0033]圖3示出了使用根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例所制得的電極活性物質(zhì)漿料的、圓柱形電池的循環(huán)特性的評(píng)價(jià)圖表。
[0034]圖4示出了使用根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例和對(duì)比實(shí)施例所制得的電極活性物質(zhì)漿料的、圓柱形電池的放電特性的評(píng)價(jià)圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，在說(shuō)明書(shū)和所附的權(quán)利要求中使用的術(shù)語(yǔ)不局限于一般的和字典的含義，而是應(yīng)該在以允許發(fā)明人為了最佳解釋而適當(dāng)限定術(shù)語(yǔ)為原則的基礎(chǔ)上，基于與本發(fā)明的技術(shù)方面相應(yīng)的含義和概念來(lái)進(jìn)行解釋。
[0036]另外，在附圖和實(shí)施方式中所列舉的構(gòu)造只是僅用于說(shuō)明目的的優(yōu)選實(shí)例，并不旨在限制本發(fā)明的范圍，因此應(yīng)當(dāng)理解為，在不偏離本發(fā)明范圍的情況下，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行其它等價(jià)替換和修改。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的電極活性物質(zhì)漿料的制備方法如下。
[0038]首先，將導(dǎo)電劑和第一分散介質(zhì)混合以制備出導(dǎo)電劑分散體，并且將電極活性物質(zhì)與第二分散介質(zhì)混合以制備出電極活性物質(zhì)分散體(S1)。
[0039]在現(xiàn)有技術(shù)中，單獨(dú)加入電極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘合劑和溶劑并混合，由此制備出電極活性物質(zhì)漿料，或者在使電極活性物質(zhì)和導(dǎo)電劑等的混合物的粘度提高至最大化之后，將過(guò)量的溶劑加入至混合物中并混合，由此制備出電極活性物質(zhì)漿料，但是根據(jù)這種方法，電極活性物質(zhì)漿料的穩(wěn)定性降低，或因作用在混合器的應(yīng)力而使混合器磨損。
[0040]在本發(fā)明中，保持混合材料的穩(wěn)定狀態(tài)的同時(shí)首先分別制備出具有全